混合砂在大體積混凝土中的應用探討

朱振鵬

摘 要：本文結合筆者多年的研究實踐，將山砂與機制砂混和，通過混凝土配合比設計及試驗，調整二者的搭配比例，改善混合砂的級配，從而使混凝土各項工作性能不致下降，并順利完成大體積混凝土的施工，以供參考。

關鍵詞：混合砂;大體積混凝土;實踐應用

前 言

混合砂是由機制砂和山砂按一定比例混合制成的砂。天然山砂的自身主要特點：目前某地的天然山砂一般是細砂，細度模數為1.5～1.7，細粉偏多。機制砂的自身主要特點：目前生產的機制砂一般是中粗砂，細度模數為 2.9～3.6，含有一定量的石粉，顆粒級配相對穩定，可利用篩網調整機制砂的顆粒級配。在同等條件下配置混凝土與同條件的混合砂相對比，用機制砂配置出混凝土的特點是坍落度偏小、和易性稍差、混凝土易泌水，特別在水泥用量少的低強度等級混凝土中表現明顯。

根據混合砂的特點進行混凝土配比設計，可以通過調整砂率以及機制砂的摻量，配制出和易性良好的混凝土。混合砂適用于普通混凝土配合比設計規程，最適合配制混凝土的混合砂細度模數為2.6～2.8，級配為2區。利用混合砂配置混凝土時，混合砂對外加劑的反應比天然山砂敏感。合理調整混合砂比例，可使混凝土密實度大、抗滲和抗凍性能好，其他物理力學性能以及耐久性均能達到設計使用要求。

1.原材料的選擇及性能研究

1.1原材料的要求及選擇分析。（1）水泥。水泥的強度等級要求在P·O42.5以上，不得使用過期或者受潮結塊的水泥，不得將不同品種或不同強度等級的水泥混合使用，優先采用水化熱低的水泥。考慮商品混凝土生產限制，混凝土試驗使用某公司生產的P·O42.5 水泥，密度3.12g/cm3，標準稠度用水量26.6%，初凝時間210min，終凝時間275min，3d 抗折強度 5.1MPa，3d抗壓強度25.4MPa，28d抗折強度7.7MPa，28d抗壓強度51.2MPa。（2）砂。采用中砂，含泥量≤3.0%，泥塊含量≤1.0%，泵送混凝土砂率在38%～45%之間，夏季在堆放區進行覆蓋。（3）碎石或卵石。粒徑在5～31.5mm之間，含泥量≤1.0%，泥塊含量≤0.5%，針片狀含量≤10%，最大粒徑≤31.5mm。（4）水。使用符合國家標準的生活用水。（5）摻合料。為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻合適量二級以上粉煤灰。（6）減水劑。根據設計和施工的要求，為降低混凝土的水化熱以及提高補償收縮增加混凝土的抗滲性能，確定采用聚羧酸減水劑。該減水劑摻量1.8%，減水率23%。（7）膨脹劑。按設計要求膨脹劑用量按膠材8%摻合[1]。

1.2配合比的主要參數要求分析。（1）坍落度140～180mm;（2）最大水灰比為0.55;（3）砂率為38%～45%;（4）地下室基礎底板的初凝時間為6～8h，終凝時間為12～14h[2]。

1.3混合砂搭配試驗分析。從技術觀點出發，機制砂摻量多少不應是隨意的，最終應當使混合砂的細度為中砂，顆粒級配屬2區。因此機制砂摻量多少是由機制砂和山砂的細度和級配所決定的。工程所用機制砂經工藝水洗，石粉含量極少，在配合比設計時可忽略石粉的影響。經過對機制砂和山砂篩分數據分析，并對機制砂和山砂按不同比例進行摻配混合，最終選定45%機制砂和55%山砂搭配成混合砂級配最優。

2.混合砂混凝土配合比設計

（1）通過分析對比過去在其他工程的使用經驗，粉煤灰級別采用二級，考慮摻加膨脹劑的原因，粉煤灰摻量選擇為20%，砂率適當提高選擇為42%。（2）經試驗未摻加外加劑時初始用水量為226kg，按減水率23%計算，初始用水量為174kg。（3）分別選擇水膠比0.46、0.48、0.50、0.52、0.54進行試驗[3]。

3.大體積混凝土工程施工過程控制

大體積混凝土的施工工藝要求比較高，在施工過程中需防止因混凝土水化熱產生溫度應力裂縫，以及混凝土坍落度波動較大產生的收縮裂縫。

3.1現場準備工作。工程現場負責人提前聯系施工用電，從而確保混凝土振搗及施工照明用電的情況。此外，現場管理人員、施工人員和后勤人員負責晝夜排班，堅守崗位，各司其職，確保混凝土連續澆筑順利完成。澆筑混凝土時要注意預埋測溫管和保溫所需要的塑料薄膜，并提前準備好各種材料。

3.2技術交底的要求。首先是施工與運輸的準備工作。要配置兩臺混凝土輸送泵和1臺備用，擬定配置12臺混凝土運輸車負責混凝土的運輸工作。其次是施工現場勘查與安排。混凝土供應的連續性也是確保混凝土施工質量的一個重要環節。施工前，明確現場內外的行車路線、出入通道，同時設專人負責混凝土罐車的協調指揮疏導工作，保證混凝土供應的暢通。再者是制定澆筑工藝。澆筑混凝土時，根據泵車輸送管的長度，劃定每臺泵車負責的區域。澆筑時先在一個部位進行，直至混凝土達到設計標高，混凝土形成扇形向前流動，然后在其坡面上連續澆筑，循序推進。這種澆筑方法能較好地適應泵送工藝，使每車混凝土都澆筑在前一車混凝土形成的坡面上，確保每層混凝土之間的澆筑間歇時間不超過規定的時間，且便于混凝土覆膜養護。在澆筑過程中，混凝土振搗是一個重要環節，必須嚴格按照操作流程執行。為了確保混凝土的密實性，需做到快插慢拔，快插是為了防止上層混凝土振實后而下層混凝土內氣泡無法排出，慢撥是為了混凝土能夠填滿震動棒所造成的空洞。混凝土澆筑時設專人配合預埋測溫管。測溫點為混凝土面層下50～100mm處。測溫管應與鋼筋綁扎牢固，以免位移或損壞。每組測溫線有2根（即不同長度的測溫線）在線的上段用膠帶做上標記，便于區分深度。測溫線用塑料帶罩好，綁扎牢固，不得使測溫端頭受潮。測溫線位置用保護木框作為標志，便于保溫后查找。測溫工作應連續進行，當混凝土強度達到要求后，并經技術部門同意后方可停止測溫。測溫時發現混凝土內外溫差達到 25℃或溫度異常，應及時通知技術部門和項目技術負責人，以便及時采取措施。測溫采用液晶數字顯示電子測溫儀，以保證測溫及讀數準確。混凝土收面應使用平板振動器來回振動兩次，收面工序應做到“三壓三平”，先按板面標高用板揪板拍壓實，長刮尺刮平，再在混凝土初凝前用滾筒碾壓數遍，滾壓平整，最后在終凝前用木抹子打磨壓實、抹平，以防混凝土表面出現裂縫。但應控制環境溫度對混凝土的影響，一旦環境溫度過低，與混凝土表面溫差值大于25℃時，則應放棄碾壓，改為覆蓋布袋進行保溫養護[4]。

3.3大體積混凝土的施工。施工工藝為：泵車試運轉→商砼站供貨→實驗室開盤技術員及生產部操作員核對生產配合比、開盤鑒定，混凝土運輸單→取樣檢測混凝土和易性并成型出廠留樣樣品→輸送與混凝土同配合比水泥砂漿潤滑輸送管內壁→輸送混凝土→分層澆筑→振搗→抹面→掃出浮漿、排除泌水→養護→成品保護。此外還要注意一些問題：澆筑前對澆筑點進行灑水降低混凝土的初始溫度;配備充足的攪拌車和泵車等;減少泵管鋪設距離和彎頭數量，檢查管道內部是否有雜物，檢查管壁和泵管接頭;澆筑混凝土時預埋的測溫管和保溫隨需塑料薄膜等提前準備好;各施工段之間施工縫嚴格根據設計要求和相關規定進行處理;檢查現場坍落度，檢測頻率每個工作班必須超過4次，實測坍落度與要求的標準在20mm以內，一旦發現問題要及時解決;澆筑前要用塑料布將易被污染的豎向插鐵進行遮擋保護，澆筑過程保證鋼筋位置正確，一旦發生位移要及時調整;防止重物沖擊模板。

4.結束語

綜上所述，混凝土施工生產使用混合砂不僅是可行的，而且具有顯著的綜合效益。混凝土配合比設計時，必須針對混合砂的特點，在滿足用砂性能指標的前提下，通過用水量、砂率配比調整與礦物摻合料技術進行配合比設計與性能優化，同時兼顧施工的各個環節，才能滿足施工要求。

參考文獻

[1] 林東.大體積混凝土施工中產生裂縫與防治[J].廣東建材，2012，2（11）：2.

[2] 譚平.大體積混凝土在日出東方酒店工程中的應用[J].浙江建筑，2015，2（2）：5.

[3] 楊尚東.某骨科病房樓工程超長結構大體積混凝土無縫施工[J].商品混凝土，2013，2（11）：4.

[4] 許艷朝.大體積混凝土工程施工的控制措施[J].河北工程技術高等專科學校學報，2010，12（12）：5.